KR102220982B1 - 체외 혈액 치료 중 재순환을 검출하는 장치 및 방법 - Google Patents

체외 혈액 치료 중 재순환을 검출하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 체외 혈액 치료 장치에 대한 재순환을 검출하기 위한 장치뿐만 아니라 재순환을 검출하기 위한 장치를 갖은 체외 혈액 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치와 본 발명에 따른 방법은 대용액(대용물)의 볼루스(bolus)의 투여에 의한 표적된 혈액희석을 근거로 한다. 체외 혈액 순환도(5A)내에서 유동하는 유체의 점도의 변화에 의해서, 체외 회로의 정맥 및 동맥 브랜치(6,7)내의 압력 상태의 변화를 일으킨다. 재순환은 체외 회로내의 압력의 변화의 검출을 근거로 검출된다. 재순환을 검출하기 위한 장치는 대용물을 운반하기 위한 장치(8)와 공급하기 위한 장치(16)와 협력하는 제어 유닛(17)을 포함한다. 제어 유닛이 재순환을 검출하기 위한 작동 모드로 구성되며, 혈유량은 대용물 볼루스의 투여 동안 감소된다. 동시 대용물의 볼루스 투여와 혈유량의 감소에서, 체외 회로를 통해 유동하는 유체의 조성물, 즉 대용물로 희석된 혈액은 재순환의 검출을 위해 최적이므로, 상당히 큰 압력 변화는 체외 회로의 정맥 및 동맥 브랜치내에서 일어난다. 그러므로 측정 방법의 감지성과 신뢰성은 모두 개선된다.

Description

체외 혈액 치료 중 재순환을 검출하는 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR DETECTING THE RECIRCULATION DURING AN EXTRACORPOREAL BLOOD TREATMENT}
본 발명은 체외 혈액 치료 기구(apparatus)에 대한 재순환을 검출하기 위한 장치(device)일 뿐만 아니라, 재순환을 검출하기 위한 장치를 포함하는 체외 혈액 기구에 관한 것이다. 나아가, 본 발명은 체외 혈액 치료 중 재순환을 검출하기 위한 방법에 관한 것이다.
체외 혈액 치료 또는 세정을 위한 다양한 방법들은 일반적으로 소변에서 걸러진 물질을 제거하는데 사용되고, 유체를 회수하는데 사용된다. 혈액 투석에서, 환자의 혈액은 투석기로 체외에서 세척한다. 투석기는 반 투과성 막에 의해 분리되는, 혈액 챔버와 투석 유체 챔버를 포함한다. 치료하는 동안, 환자의 혈액은 혈액 챔버를 통해 흐른다. 일반적으로 소변에서 걸러진 물질로부터 혈액을 효과적으로 세척하기 위해, 신선한 투석 유체는 투석 유체 챔버를 통해 연속적으로 유동한다.
투석기의 막을 통한 저 분자량(lower-molecular)의 수송은 혈액투석(HD)의 경우에 투석액과 혈액사이의 농도차(확산)에 의해 필수적으로 결정되지만, 혈장액(plasma water)의해 용해된 물질, 특히 고분자 물질은 혈액여과(HF)의 경우에 투석기의 막을 통해 높은 유체 유동(대류)에 의해 효과적으로 제거된다. 혈액여과에서, 투석기는 필터로서 기능한다. 혈액투석여과(Haemodiafiltration (HDF) )는 두 공정의 조합이다.
혈액(투석)여과에서, 투석기의 막을 통해서 혈액으로부터 제거된 유체의 일부분은 멸균 대용액에 의해 대체되며, 대용액은 일반적으로 투석기의 상류이든지 또는 투석기의 하류의 체외 혈관에 공급된다. 투석기의 대용액의 상류로의 공급은 또한 전 희석(pre-dilution)으로서 언급되며 투석기의 하류로의 공급은 후 희석(post-dilution)으로서 언급된다.
혈액(투석)여과용 장치는 알려져 있으며, 여기서 투석액은 신선한 물과 농도로 온라인상으로 준비되며, 대용액은 투석액으로부터 온라인상으로 준비된다.
혈액(투석)여과용 장치에서, 대용액(대용물)은 대용 라인을 통해 기계의 유체 시스템으로부터 체외 혈관에 공급된다. 전 희석에서, 대용 라인은 투석기 또는 필터의 상류의 동맥혈관(arterial blood line) 상의 접속점으로 안내되며, 반면에, 후 희석에서, 대용 라인은 투석기 또는 필터의 상류의 정맥혈관(venous blood line) 상의 접속점으로 안내된다.
혈액 투석, 혈액 여과 및 혈액 투석 여과와 같은 만성 혈액 정화 요법의 공지된 방법으로, 혈관 연결(분로,shunt)은 일반적으로 환자의 혈관 시스템으로의 액세스로서 외과 수술에서 동맥과 정맥 사이에 인가된다. 아래에서 "누공(fistula)"으로 언급되면, 이는 환자의 정맥과 동맥 사이의 모든 종류의 연결을 의미하는 것으로 이해된다.
누공을 통해 흐르는 혈액은 실제 투석 치료시에만 사용된다. 투석이 없는 기간에 있어서, 누공의 혈류는 기능적인 좌/우 분로(shunt)에 대응하며, 동맥혈의 일부가 심박출량(heart minute volume (HMV))으로부터, 주변 용도를 우회하여, 직접 정맥 시스템과 심장에 공급된다. 누공 흐름은 심장과 폐를 통해 재순환한다. 심박출량에서의 누공의 최소한의 부분은 심장과 폐의 재순환(cardiopulmonary recirculation)으로 정의된다.
심장과 폐의 재순환은 환자의 순환 부하(circulatory load)의 효과뿐만 아니라 투석의 효과를 가진다. 체외 회로로부터 투석된 혈액은 큰 몸체의 순환으로부터의 정맥 역류와 혼합됨으로써 체계적인 순환계 영역을 바이패싱하고, 동맥 혈액에서의 투석가능한 구성물의 농도의 체계적인 감소는 이루어진다 (D. Schneditz et al.: Cardiopulmonary recirculation during haemodialysis. Kidney Int. 42: 1450 -1456, 1992).
누공의 기능적 능력에 대한 중요한 것은 관류(perfusion)이다. 누공 흐름이 임계값 아래로 떨어지면, 누공 혈전증의 위험이 혈로 (vascular access)의 가능한 손상을 증가시키고, 이는 투석 치료에서 상당한 복잡성을 나타낸다 (W. Bay et al.: Color Doppler flow predicts PTFE graft failure, J. Am. Soc. Nephrol. 5: 407 (1994)). 투석 치료 중 누공 흐름이 체외 혈액 흐름(Qb)보다 적다면, 국부 누공 재순환이 일어나며, 여기서 정맥혈관으로 누공에 다시 공급된 투석된 혈액의 분획량은 동맥혈관을 통해 투석기에 다시 공급된다. 누공 재순환(RA)은 투석 효율의 큰 감소를 야기한다(F. Gotch: “Models to predict recirculation and its effects on treatment time in single-needle-dialysis”, First Intl. Symposium on Single-Needle-Dialysis, publisher: S. Rignoir, R. Vanholder and P. Ivanovich, Cleveland, ISAO Press, 1984, page 305 ff.). 혈로의 품질의 측정은 그러므로 투석 치료의 품질 보증의 중요한 의미이다.
WO 98/32477는 재순환(R), 즉 누공 재순환(RA)과 심장과 폐 재순환(RCP)의 합을 측정하는 방법을 설명한다. 공지의 방법에서, 투석액의 물리적 또는 화학적 특성 변수는 투석기의 투석액 통로 상류에서 변경되고, 이는 혈액 측의 물리적 또는 화학적 특성 변수의 변경을 일으킨다. 혈액 측의 물리적 또는 화학적 특성 변수의 변경은 투석기의 투석액 챔버의 투석액 하류의 특성 변수를 변경을 일으킨다. 재순환을 결정하기 위해서, 투석기의 투석액 통로 하류에서의 특성 변수는 측정되고, 순환(R)은 특성 변수의 변화의 시간 관련 코스로부터 결정된다. 투석액 이온 농도, 예를 들어 유체 투석액의 Na 농도 또는 투석액의 온도는 물리적 또는 화학적 특성 변수로서 변경되고 측정될 수 있다.
US 5 830 365는 심장과 폐의 재순환을 결정하는 방법을 기술하며, 이는 혈류의 러버설(reversal) 전 후에 자동적으로 각각 실행되는, 재순환 분획량의 두 개의 측정치를 근거로 한다. 이 공지 방법에서의 결점은 혈류의 리버설이 있어야 한다는 것이다.
재순환을 결정하는 방법은 EP 1 595 560 A1에 공지되어 있으며, 여기서 동맥 또는 정맥 혈관의 혈액의 점도가 대용 펌프의 스위칭 온 및/또는 오프에 의해 변경된다. 혈액 점도의 변화는 압력 변화에 기초하여 재순환을 검출하기 위해서 픽업되는 체외 혈액 순환도의 정맥 또는 동맥 측의 압력의 하강 또는 상승을 일으킨다. 공지된 방법은 체외 혈액 순환도에서 혈액 펌프가 소정의 혈유량으로 혈액을 연속적으로 전달하는 동안, 대용 펌프의 스위칭 온 및/또는 오프에 의해 대용율의 변화를 제공한다.
이러한 발명에서의 문제점은 체외 혈액 치료 동안 신속하고 신뢰성 있게 재순환을 검출할 수 있어서, 체외 혈액 치료 동안 누공의 상태의 체킹이 큰 비용 없이 정해진 되로 실행할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 이 문제점에 대한 해결은 독립 청구항의 특징부에 의해 이루어지며, 종속 청구항의 내용은 본 발명의 양호한 실시 예에 관한 것이다.
본 발명에 따른 장치와 본 발명에 따른 방법은 대용액(대용물)의 볼루스(bolus)의 투여에 의한 표적된 혈액희석을 근거로 한다. 체외관내으로 유동하는 유체의 점도의 변화에 의해서, 혈액희석은 체외 혈관의 정맥 및 동맥 브랜치내의 압력 상태의 변화를 일으킨다. 재순환은 체외 회로내의 압력의 변화의 검출을 근거로 검출된다. 압력의 변화는 동맥 혈관내의 압력의 증가로서 또는 정맥 혈관내의 압력의 감소로 나타날 수 있다.
본 발명에 따른 장치와 본 발명에 따른 방법은 대용물의 볼루스의 투여 동안 혈유량의 표적된 감소에 의해 특징되어진다. 체외 혈액 치료 동안, 미리정한 시간 간격내의 혈유량은 아래에 제1혈유량으로서 언급되는, 미리정한 현재 혈류량으로부터 아래에 제2혈유량으로서 언급되는 혈유량으로 감소된다. 제2혈유량은 양호하게 의사에 의해 미리설정될 수 있는, 최소 혈유량에 대응한다. 본 발명에 따라서, 혈유량의 감소는 대용물의 볼루스 투여에 의해 적어도 부분적으로 다시 보상되어진다. 미리정한 시간 간격에서의 혈액의 감소된 량은 양호하게 대용물에 의해 완전해 대체된다. 볼루스 투여는 혈유량의 감소와 동시에 일어나야 하며, 즉, 혈액 치료가 감소된 혈유량에서 일어나는 미리정한 시간 간격은 대용물 볼루스가 투여되는 시간 간격에 대응해야 한다. 그러나 혈유량의 감소와 볼루스 투여의 시간 간격사이의 어떤 시간 이동(certain time shifts)은 또한 미리설정될 수 있다.
알려진 바와 같이, 동시 대용물의 볼루스 투여와 혈유량의 감소에서, 체외 회로를 통해 유동하는 유체의 조성물, 즉 대용물로 희석된 혈액은 재순환의 검출에 최적화 되어 있다. 시간 간격내 대용율와 혈유량의 표적된 변화로부터, 상당히 큰 압력 변화가 체외 회로의 정맥 및 동맥 브랜치내에서 일어나는데, 재순환의 검출을 위해 높은 신뢰성으로 선택될 수 있다. 그러므로 측정 방법의 감지성과 신뢰성은 모두 개선 된다.
재순환의 검출을 위한 본 발명에 따른 장치는 개별 조립체를 형성하거나 체외 혈액 치료 장치의 부품일 수 있다.
재순환의 검출을 위한 본 발명에 따른 장치는 양호하게 이미 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 주요 부품들을 포함하는, 혈액 치료 장치의 부품이다.
재순환을 결정하기 위한 장치는 동맥 및/또는 정맥 혈관내의 체외 회로내의 압력을 측정하기 위한 측정 유닛과 압력 측정을 근거해서 재순환을 검출하기 위한 평가 유닛을 포함한다. 더욱이, 재순환을 검출하기 위한 장치는 혈액 치료 장치로 혈액을 운반하기 위한 장치와 대용물을 혈액 치료 장치로 공급하기 위한 장치와 협력하는 제어 유닛을 포함한다. 제어 유닛은 재순환을 검출하기 위한 작동 모드를 제공하며, 작동 모드에서 혈액을 운반하기 위한 장치는 미리정한 제1혈유량(Qb1)이 미리정한 시간 간격내에서 제2혈유량(Qb2)로 감소되는 방식으로 제어되며, 대용물을 공급하기 위한 장치는 대용물이 미리정한 대용속도(Qs )로 미리정한 시간 간격내에서 투석기 또는 필터의 동맥 혈관 상류내의 혈액으로 공급되는 방식으로 제어된다. 운반 속도는 일정하게 될 수 있거나 특정 프로화일을 가질 수 있으며, 예를 들어서 미리정한 시간 간격내에 연속적으로 또는 불연속적으로 상승 및 하강할 수 있다.
양호한 실시 예에서, 제어 유닛은 재순환을 검출하기 위한 작동 모드내에서 미리정한 시간 간격으로 대용물을 공급하기 위한 장치가 제2혈유량(Qb2)와 제1혈유량(Qb1) 사이의 차이 그리고 미리정한 대용속도(Qs )와의 차이가 특정 값에 대응하는 방식으로 제어된다. 그러므로 혈유량의 감소는 대용물의 공급에 의해서 적어도 부분적으로 보상을 받는다. 양호하게, 그러나 특정 값은 제로이며, 그러므로 완전한 보상이 이루어진다.
특별히 양호한 실시 예는 평가 유닛이 압력 변화가 검출될 때 재순환의 존재를 신호화하는 제어 신호 발생을 제공하며, 여기서 재순환을 결정하기 위한 장치는 평가 유닛의 제어 신호를 수신하는 광학 및/또는 음향 신호를 포함하며, 상기 신호 유닛은, 신호 유닛이 평가 유닛으로부터 제어 신호를 수신할 때 음향 및/또는 광학 신호를 발생시킨다.
체외 혈액 순환도의 정맥 브랜치에서의 압력 하강은 먼저 혈액 유동의 감소로 볼루스 투여에 의해 혈액희석 때문에 일어난다. 동맥 캐뉼러(cannula)에서 압력 하강이 점도의 감소에 의해서 감소되기 때문에, 재순환이 존재하면, 혈액량의 일부는 혈액 순환도의 동맥 브랜치로 직접 통과하며, 혈액 순환도의 동맥 브랜치내의 시간-이동된 압력 상승(time-shifted pressure rise)을 일으킨다. 따라서 재순환은 혈액 순환도의 동맥 브랜치내의 압력 상승에 의해 검출될 수 있다.
특히 양호한 실시 예에서, 평가 유닛은 동맥 또는 정맥 혈관내의 압력의 변화량이 미리정한 초기값과 비교되도록 구성되며, 평가 유닛은 압력의 변화량이 미리정한 초기값보다 클 때 재순환의 존재를 가르키는 제어 신호를 발생한다. 그러나 다른 평가 방법은 또는 재순환을 검출하는데 사용될 수 있다. 단지 중요한 포인트는 재순환에 의한 압력 상승이 검출된다는 것이다.
일반적으로, 재순환이 검출될 때에 혈로의 상태에 관한 정보를 얻는 것으로 충분하다. 그러나 재순환을 검출하기 위한 본 발명에 따른 장치는 또한 재순환의 결정을 허용한다. 재순환의 퍼센티지를 계산하기 위해서, 평가 유닛은 양호하게 동맥 혈관내에서 측정된 압력의 변화량과 정맥 혈관내에서 측정된 압력 사이의 비가 계산될 수 있게 구성되어진다. 압력 측정 유닛으로 측정된 압력 신호의 통합은 양호하게 서로의 관계로 이어진다.
재순환은 본 발명에 따른 장치가 재순환을 검출하는 한, 또한 종래 기술에서 공지된 다른 방법으로 정확하게 결정될 수 있다.
재순환 데스트의 신속한 시작을 위해서, 추가의 특별히 양호한 실시 예는 제어 유닛에 작동 유닛을 제공하며, 작동 유닛은 작동 요소의 작동 후, 제어 유닛이 재순환을 검출하기 위한 작동 모드를 선택하도록 구성되므로, 이를 위해 필요한 공정 단계는 자동적으로 실행된다. 그러므로 재순환 테스트는 신속히 시작될 수 있고 따라서 자동적으로 실행될 수 있다. 작동 유닛은 터치-스크린의 작동자 패널 또는 푸시버튼 또는 기계적 스위치일 수 있다.
본 발명의 실시 예는 도면을 참고로 아래에 설명되어 진다.
도 1은 매우 단순화된 개략도로 재순환을 검출하기 위한 장치를 갖은 체외 혈액 치료 장치를 도시하고.
도 2는 볼루스 투여 중에 체외 혈액 순환도에서 유량을 설명하기 위한 다이아 그램을 도시하고,
도 3은 재순환의 존재 하에서 볼루스 투여 중에 체외 혈액 순환도의 동맥과 정맥의 브랜치내의 압력의 시간 관련 코스의 실시 형태의 제1예를 도시하고.
도 4는 재순환의 존재 하에서 볼루스 투여 중에 체외 혈액 순환도의 동맥과 정맥의 브랜치내의 압력의 시간 관련 코스의 실시 형태의 제2예를 도시하고.
도 5는 재순환이 일어나지 않을 때, 볼루스 투여 중에 체외 혈액 순환도의 동맥과 정맥의 브랜치내의 압력의 시간 관련 코스를 도시한다.
도 1은 재순환을 검출하기 위한 장치를 포함하는, 체외 혈액 치료 장치의 주요 부품만을 간단한 도식적인 나타낸다.
본 혈액 치료 장치는 혈액(투석)여과 장치이며, 이후에 혈액 챔버로서 언급하게 되는, 혈액이 유동하는 제1챔버(3)와 이후에 투석기 유체 챔버로서 언급하게 되는, 투석액이 유동하는 제2챔버(4)로 반 투과성 막(2)에 의해 분리되는, 투석기(1)를 포함한다. 제1챔버(3)는 체외 혈액 순환도(5A)로 통합되지만, 제2챔버(4)는 혈액(투석)여과 장치의 투석액 시스템(5B)으로 통합된다.
체외 혈액 순환도(5A)는 동맥 캐뉼러(6a)로부터 혈액 챔버(3)의 입구(3a)까지 이어지는 동맥 혈관(6)과, 투석기(1)의 혈액 챔버(3)의 출구(3b)로부터 멀어져서 정맥 캐뉼러(7a)로 이어지는 정맥 혈관(7)을 포함한다. 동맥과 정맥 캐뉼러는 환자의 누공(분로)에 연결되며, 상기 누공은 나타나 있지 않다. 환자의 혈액은 동맥 혈관(6)상에 배치되어진, 동맥 혈액 펌프(8)에 의해 투석기(1)의 혈액 챔버(3)를 통해서 전달된다. 혈액 펌프(8)는 제1혈유량으로서 언급되는 미리정한 혈유량(Qb)으로 투석기의 혈액 챔버(3)에 혈액을 공급한다. 제1혈유량은 혈액 치료 동안 변경될 수 있다. 혈관(6,7)과 투석기(3)는 투석 치료용 투석 장치로 삽입되는, 일회용으로 처분가능하게 형성된다. 공기 버블을 제거하기 위해서 공기 분리기(드립 챔버)를 동맥 및 정맥 혈관에 통합될 수 있다.
신선한 투석액은 투석액 소오스(9)내에서 준비되고, 투석액 소오스(9)로부터, 투석액 공급관(10)은 투석기(1)의 투석액 챔버(4)의 입구(4a)로 이어진다. 투석액 배출관(11)은 투석액 챔버(4)의 출구(4b)로부터 드레인(12: drain)까지 이어진다. 투석액 펌프(13)는 투석액 배출관(11)에 통합된다.
투석 치료 동안, 대용액(대용물)은 대용 소오스(15)로부터 대용 라인(14)을 통해서 체외 혈액 순환도(5A)까지 공급될 수 있다. 대용 라인(14)은 투석기(1)의 혈액 챔버(3)의 상류와 혈액 펌프(8)의 하류인 동맥 혈관(6)의 라인 세그먼트에 연결된다. 대용물은 미리정한 대용율(Qs)로 대용물을 동맥 혈관(6)으로 공급하는, 대용 펌프(16)로 운반된다. 대용물은 치료 동안 투석액으로부터 준비된 유체일 수 있다. 그러나 대용물은 대용 소오스내에서 준비된 유체, 예를 들어 요리 염 용액일 수 있다.
재순환을 검출하기 위한 장치는 혈액 치료 장치의 중앙 제어 및 컴퓨팅 장치의 구성 부품일 수 있는 제어 유닛(17)을 포함한다. 혈액 펌프(8) 및 대용 펌프 (16)는 재순환을 검출하기 위한 장치의 제어 유닛(17)에 제어 라인(8 ', 16')을 통해 연결된다. 제어 유닛은 펌프(8, 16)를 온 및 오프시키고 펌프에 대한 특정 유량을 미리 정한다.
더욱이, 재순환을 검출하기 위한 장치는 혈액 펌프(8)의 상류인 정맥 혈관(6)내의압력을 측정하기 위한 동맥 압력 센서(18A)와 투석기의 혈액 챔버의 하류인 정맥 혈관(7)내의 압력을 측정하기 위한 정맥 압력 센서(18B)를 갖은 측정 유닛(18)을 포함한다. 동맥과 정맥 압력 센서(18A),(18B)는 데이터 라인(18A', 18B ')를 통해 측정 유닛(18)에 연결되고, 측정 유닛(18)은 재순환을 검출하기 위한 장치의 평가 유닛(19)에 데이터 라인(18')을 통해 연결되며, 상기 평가 유닛 (17)은 데이터 라인(19 ')을 통해 다시 제어 유닛(17)에 연결된다.
또한, 재순환을 검출하기 위한 장치는 작동 요소(20A), 예를 들면, 푸시 버튼을 갖은 작동 유닛(20) 및 광학 및/또는 음향 신호 트랜스미터(21A)를 포함하는, 신호 유닛(21)을 포함한다. 또한, 혈액 치료 장치의 구성 부품이 될 수 있는 작동 유닛 (20) 및 신호 유닛(21)은, 제어 및 데이터 라인 (20 '), (21')를 통해 제어 유닛(17)에 연결된다.
제어 유닛(17)은 본 발명에 따른 방법의 성능을 위해 필요한 단계를 실행하기 위해 데이터 치료 프로그램이 실행하는 데이터 치료 장치(마이크로 프로세서)일 수 있다. 제어 유닛의 기능 모드를 아래에 상세히 설명한다. 제어 유닛은 혈액 치료 장치의 각 구성 부품이 다음과 같이 제어되는 방식으로 구성(프로그래밍)된다.
혈액 치료 동안, 혈액 펌프(8)은 혈액을 미리정한 제1혈유량(Qb1)으로 운반되며, 이는 혈액 치료 동안 변할 수 있다. 재순환 테스트를 시작하기 위해서, 작동 요소(20A)를 작동하며, 예를 들어 푸시버튼을 누른다. 푸시버튼을 누른 후, 제어 유닛(17)이 재순환을 검출하기 위한 작동 모드를 선택하므로, 혈액 펌프(8)와 대용 펌프(16)는 감소된 혈액 유동을 갖은 대용 볼루스의 투여를 위해 제어된다. 제어 유닛(17)은 혈액 펌프(8)가 감소된 제2혈유량(Qb2)으로 미리정한 시간 간격(?T )으로 운반하는 방식으로 구성(프로그래밍)된다. 제어 유닛(17)은 제1혈유량(Qb1)과 제2혈유량(Qb2)사이의 차이를 계산하고 제1, 제2혈유량(Qb1,Qb2) 사이의 차이에 대응하여 대용량(Qs)을 위한 량으로 미리 정한다.
도 2는 다른 유량에 대한 볼루스 투여 동안 대용량(Qs)의 선택을 도시한다. 혈유량은 값(Qb1)으로부터 최소값(Qb2=Qmin)으로, 예를 들어 50ml/min로 감소된다. 400 ml/min의 볼루스 투여전 혈유량(Qb1)에 대해서, 350 ml/min의 값은 예를 들어 볼루스 투여 동안 대용량(Qs)에 대해서 이루어지고, 이로부터 400ml의 값은 합계 QG = Qs + Qb2.로 이루어진다.
재순환 검출을 위한 작동 모드에서, 측정 유닛(18)의 동맥 및 정맥 압력 센서(18A, 18B)는 동맥 및 정맥 혈관(6, 7)내의 압력을 측정하며, 여기서 평가 유닛(19)은 압력 신호를 평가한다.
도 3은 동맥 및 정맥 압력(pv (mbar) and pa (mbar))의 측정 시간 관련된 코스를 도시한다. 감소된 혈액 유동을 갖은 대용물 볼루스후, 특정량 만큼의 압력 하강 I은 정맥 혈관(7)내에서 검출되고 압력 상승 II은 혈액희석에 의해서 동맥 혈관(6)내에 검출되며, 후자는 심볼 I 및 II에 의해 지적되어 있다. 본 실시 예에서, 재순환은 20%까지의 량이다. 비교를 위해서, 도 4는 40%의 재순환을 갖은 동맥 및 정맥 압력(pv (mbar) and pa (mbar))의 측정 시간 관련된 코스를 도시하며, 반면에 도 5는 재순환이 존재하지 않은 동맥 및 정맥 압력(pv (mbar) and pa (mbar))의 측정 시간 관련된 코스를 도시한다. 동맥 상승은 재순환의 경우에만 주목될 수 있음을 명백히 볼 수 있다.
도 3 내지 도 5에 도시한 압력 신호의 특성 코스는 혈액의 변경된 점도에 의해서이다. 볼루스 투여에 의해서, 심실의 아래의 정맥 혈관(7)내의 혈액의 점도는 대용물의 공급에 의해서 감소된다. 따라서, 보다 작은 압력 하강이 정맥 캐뉼러(7a)내에 일어난다. 그러므로 정맥 압력은 감소한다. 그러므로 정맥 압력은 하강한다. 이때에, 정맥 혈관(7)내의 점도가 다시 증가되므로, 정맥 압력은 다시 증가된다. 누공 재순환(fistula recirculation)에 의해서, 희석된 혈액의 일부분은 누공을 통해서 직접 동맥 혈관(6)으로 통과되므로, 이는 점도의 감소를 야기하며, 그 이유는 정맥 혈관내의 압력(부업)이 증가하기 때문이다. 평가 유닛(19)은 누공 순환이 존재하는 동맥 압력 상승 또는 점액 압력 하강에 따른다. 이에 대해서, 평가 유닛(19)은 동맥 혈관(6)내의 압력 상승량을 결정하고 미리정한 초기값의 량과 비교한다. 변경적으로, 평가 유닛(19)은 또한 정맥 혈관(7)내의 압력 하강령을 결정하고 미리정한 초기값의 량과 비교한다. 초기값이 압력의 큰 변화를 초과할 경우에, 평가 유닛(19)은 재순환을 알리는 제어 신호를 발생한다. 신호 유낫(21)은 제어 유닛(17)을 통해서 평가 유닛(19)의 제어 신호를 수신하므로, 신호 트랜스미터(21)는 음향 및/또는 광학 알람을 발생한다. 그러면 치료를 수행하는 의사는 필요한 조치를 할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 또한 재순환의 결정을 허용한다. 동맥 압력 센서의 동맥 압력 신호의 최대 변화의 량과 정맥 압력 센서의 동맥 압력 신호의 최대 변화의 량 사이의 비는 재순환에 대한 측정으로서 역할을 한다. 재순환 Rez [%]는 다음 식에 따라서 평가 유닛에 의해 계산된다.
적혈구용적율 변화(haematocrit change)(?Hkt )와 정맥 및 동맥측의 측정된 압력 변화(?pa 및 ?pv)사이의 관계는 그러나 선형이 아니다. 더욱이, 혈액 유동(Qb ) 및 캐뉼러의 형상, 특히 이의 직경과 절대 적혈구용적율값에 의존한다. 그러므로 본 발명에 따른 장치가 양호하게 정해진 조건하에서 측정을 제공하므로, 재순환 Rez[%]는 위의 식에 따라서 매우 정확하게 측정될 수 있다(여기서 Qb 및 Qs은 상수).
혈액의 박화(thinning) 대신에 농화(thickening)를 근거한 측정과 대조적으로, 투석기가 막혀버리거나 또는 혈전(blood clots)이 관 시스템내에서 생성할 수 있다는 문제점은 발생하지 않는다. 나아가, 측정 결과상의 심장과 폐의 재순환으로부터, 혈액희석 직후 압력 변화의 검출에 의해서 본 발명에 따른 측정 방법에서 아무런 효과도 나타나지 않는다.

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  10. 체외 혈액 치료 기구는,
    제1챔버(3)와 제2챔버(4)로 막(2)에 의해 분할된 필터 또는 투석기(1)의 제1챔버(3)로 이끄는 동맥 혈관(6)과 투석기 또는 필터의 제1챔버로부터 멀어지는 정맥 혈관(7)을 갖은 체외 혈액 회로(5A),
    상기 투석기(1) 또는 필터의 제2챔버(4)를 포함하는, 유체 시스템(5B),
    미리정한 혈액 유속(Qb)의 혈액을, 동맥 혈관(6)을 통해서 투석기 또는 필터의 제1챔버 내로 그리고 정맥 혈관(7)을 통해서 투석기 또는 필터의 제1챔버로부터 운반하기 위한 장치(8), 및
    상기 투석기 또는 필터의 상류인 동맥 혈관내의 혈액에 미리정한 대용 속도(Qs)의 대용물을 공급하기 위한 장치(16)를 포함하며,
    여기서, 상기 혈액 치료 기구는 재순환을 검출하기 위한 장치를 포함하며,
    상기 재순환을 검출하기 위한 장치는 혈액을 운반하기 위한 장치(8)와 대용물을 공급하기 위한 장치(16)가 협력하는 제어 유닛(17)을 포함하며, 상기 제어 유닛이 재순환을 검출하기 위한 작동 모드에서 이와 같이 구성되어 있으며,
    상기 혈액을 운반하기 위한 장치(8)는 미리정한 시간 간격으로 미리정한 제1혈액 유속(Qb1)이 미리정한 제2혈액 유속(Qb2)으로 감소되는 방식으로 제어되며,
    상기 대용물을 공급하기 위한 장치(16)는 미리정한 시간 간격으로 대용물이 미리정한 대용 속도(QS)로 투석기 또는 필터의 상류인 동맥 혈관으로 공급되는 방식으로 제어되며,
    상기 평가 유닛(19)은 재순환의 검출을 위한 동맥 및/또는 정맥 혈관내의 압력 측정 유닛(18)에 의해 측정된 압력이 압력의 변화를 위해 모니터되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기구.
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